PL181275B1

PL181275B1 - Paper difficult to counterfeit it

Info

Publication number: PL181275B1
Application number: PL96322120A
Authority: PL
Inventors: Paul Howland; Jonathan P Foulkes
Original assignee: Portals Ltd
Priority date: 1995-03-13
Filing date: 1996-03-11
Publication date: 2001-07-31
Also published as: TR199700949T1; ATE186345T1; AU705477B2; JPH11501703A; HUP9800282A2; CZ285597A3; BG101890A; EG20623A; EP0815321B1; ES2140828T3; HU221440B; HUP9800282A3; CA2215304C; BR9607409A; DE69605026T2; TR199600199A2; RU2138593C1; IN188437B; AU4950596A; DE69605026D1

Abstract

1 . Sposób wytwarzania trudnego do podrobienia papieru zawierajacego ceche trudna do podrobienia, zwlaszcza banknotu, znamienny tym, ze obejmuje on (1) dostarczenie wlókien tworzacych papier do maszyny papierniczej, (2) wprowadzenie do papieru w trakcie jego wytwarzania przynajmniej jednej cechy trudnej do podrobienia oraz wytworzenie papieru, (3) zastosowanie do tak wytworzonego papieru czynnika zaklejajacego w masie w celu zaklejenia papieru w masie, (4) dobranie odpowiedniej, w znacznym stopniu przezroczystej, kompozycji powlekajacej zawierajacej niebarwiony poliuretan, który moze dowolnie zawierac dodatek funkcjonalny pod warunkiem, ze obecnosc dodatku funkcjonalnego nie spowoduje wzrostu nieprzezroczystosci papieru o wiecej niz o 1%, przy czym wymieniona kompozycja powlekajaca ma takie wlasnosci, ze kiedy jest ona wylana na powierzchni szkla, tworzy warstwe charakteryzujaca sie twardoscia w skali Komga wynoszaca od 15 do 130 sekund, a takze pozytywnie zdaje test przepuszczalnosci wody zdefiniowany za pomoca nastepujacych etapów. a) preparat, który ma byc stosowany jako powloka wylewa sie na szklana plyte tak, aby otrzymac warstwe o wadze substancji suchej wynoszacej 80 g/m2; b) warstwe suszy sie wstepnie w temperaturze 23°C, kiedy przestaje sie ona lepic suszy sie ja dodatkowo w ciagu go- dziny w temperaturze 80°C, c) warstwe wazy sie przed jej zamoczeniem, po czym mierzy sie jej wytrzymalosc na zerwanie oraz modul Younga, a takze dokonuje sie jej ogledzin na okolicznosc zmian przezroczystosci, d) próbke warstwy ogrzewa sie w ciagu 30 minut we wrzacej wodzie zawierajacej 10 g/l Na2CO3, e) nastepnie warstwe plucze sie w zimnej wodzie i powtarza sie etapy b) oraz c), przy czym po wysuszeniu 1 ponownym zwazeniu warstwa spelnia nastepujace kryteria I) wytrzymalosc na zerwanie oraz modul Younga na mokro dla warstwy poddanej dzialaniu wrzacej wody nie sa mniejsze niz 90% wytrzymalosci na zerwanie oraz modulu Younga na mokro warstwy wyjsciowej, II) warstwa nie wykazuje widocznej utraty przezroczystosci oraz III) masa substancji suchej warstwy jest nie mniejsza niz 98% masy poczatkowej (5) nalozenia wybranej kompozycji powlekajacej na jedna lub obie strony papieru zaklejonego w masie oraz (6) suszenie papieru uzyskujac trudny do podrobienia papier PL PL PL PL PL PL PL PL 1 . A method of producing hard-to-counterfeit paper containing a hard-to-counterfeit feature, especially a banknote, characterized in that it includes (1) providing paper-making fibers to a papermaking machine, (2) introducing at least one hard-to-counterfeit feature into the paper during its production, and producing paper, (3) applying a bulk sizing agent to the paper so produced in order to size the paper in the bulk, (4) selecting an appropriate, largely transparent, coating composition containing uncolored polyurethane which may optionally contain a functional additive provided that the presence of the additive functional will not increase the opacity of the paper by more than 1%, and said coating composition has such properties that when it is poured on the glass surface, it creates a layer characterized by a Komga hardness ranging from 15 to 130 seconds, and also has a positive water permeability test defined by the following steps. a) the preparation to be used as a coating is poured onto a glass plate to obtain a layer with a dry substance weight of 80 g/m2; b) the layer is initially dried at a temperature of 23°C, when it stops sticking, it is dried for an additional hour at a temperature of 80°C, c) the layer is weighed before it is wet, and then its tensile strength is measured, and Young's modulus, and the layer is visually inspected for changes in transparency, d) a sample layer is heated for 30 minutes in boiling water containing 10 g/l Na2CO3, e) then the layer is rinsed in cold water and steps b) and c), and after drying and reweighing, the layer meets the following criteria: I) the breaking strength and wet Young's modulus for the layer exposed to boiling water are not less than 90% of the breaking strength and wet Young's modulus of the initial layer, II) the layer does not show any visible loss of transparency and III) the weight of the dry layer substance is not less than 98% of the initial weight (5) applying the selected coating composition to one or both sides of the paper sized in the mass and (6) drying the paper to obtain hard-to-counterfeit paper PL PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania trudnego do podrobienia papieru. Papier ten przeznaczony jest do wytwarzania trudnych do podrobienia dokumentów, zwłaszcza zaś dokumentów, które są poddane intensywnej eksploatacji takich jak banknoty czy też prawa jazdy. Ważne jest, aby takie trudne do podrobienia dokumenty cechowały się trwałością, innymi słowy powinny one być odporne na rozdarcie, uszkodzenia przy zgnieceniu oraz zabrudzenie. Wilgoć, a także odczynniki chemiczne zaadsorbowane w trakcie ich używania przez takie trudne do podrobienia dokumenty mogą prowadzić do ich fizycznej degradacji. Jest więc pożądane aby materiał, z którego wykonane są takie trudne do podrobienia dokumenty był odporny na adsorpcję. Przede wszystkim wymagane jest jednak, aby druk zastosowany w takich trudnych do podrobienia dokumentach posiadał doskonałą przyczepność do podłoża, w szczególności w trudnych warunkach obejmujących mechaniczne wycieranie oraz przypadki incydentalnego wyprania.The present invention relates to a method of producing difficult to counterfeit paper. This paper is intended for the production of documents that are difficult to counterfeit, especially documents that are subject to intensive use, such as banknotes or driving licenses. It is important that such difficult-to-counterfeit documents are durable, in other words, they should be resistant to tearing, crush damage and soiling. Moisture, as well as chemical reagents adsorbed during their use by such difficult to counterfeit documents, can lead to their physical degradation. It is therefore desirable that the material of such difficult-to-counterfeit documents be resistant to adsorption. Above all, however, it is required that the print used in such difficult-to-counterfeit documents should have excellent adhesion to the substrate, especially in difficult conditions including mechanical abrasion and incidental washing out.

W celu utrudnienia lub też uniemożliwienia ich fałszowania trudne do podrobienia dokumenty w rodzaju wytwarzanych sposobem według wynalazku zawierają jedną lub więcej trudnych do podrobienia cech. Obejmują one takie cechy trudne do podrobienia jak znaki wodne czy też nitki bezpieczeństwa, które są obecne w papierze. Nitki bezpieczeństwa mogą być całkowicie ukryte w papierze, mogą tez być widoczne w tak zwanych oknach znajdujących się między obszarami, w których nitka jest umieszczona pomiędzy dwiema warstwami papieru, tak jak ma to miejsce w banknotach serii E Banku Anglii. W przypadku dokumentów trudnych do podrobienia jest również normalne, że materiał podłoża jest wysokiej jakości, która umożliwia osiągnięcie zadawalającego efektu wytłaczania, na przykład wytłaczania za pomocą znanej metody druku Intaglio i która zapewnia dobrą odporność na zuzycie.In order to make them difficult or impossible to counterfeit, difficult-to-counterfeit documents of the type according to the invention contain one or more difficult-to-counterfeit features. They include features that are difficult to counterfeit, such as watermarks or security threads, that are present in the paper. The security threads can be completely hidden in the paper and can also be seen in so-called windows between the areas where the thread is placed between two layers of paper, as is the case with the E-series banknotes of the Bank of England. It is also normal for difficult-to-counterfeit documents that the base material is of a high quality that allows a satisfactory embossing effect to be achieved, for example embossing by means of the known Intaglio printing method, and that provides good wear resistance.

Poprzednie propozycje dotyczące papieru do wytwarzania trudnych do podrobienia dokumentów charakteryzującego się wysoką odpornością na zabrudzenie oraz dużą trwałością obejmowały użycie kompozycji powlekających zawierających pigment wraz z środkiem wiążącym takim jak spoiwo elastomerowe. Generalnie wiadomo również, że liczne kompozycje poliuretanowe mogą być stosowane na różnych podłożach jako pokrycia posiadające taką czy inną funkcję ochronną; pośród takich zastosowań poliuretany są używane na przykład jako werniks do drewna oraz do innych podłoży. Wiadomo również z patentu europejskiegoPrevious proposals for difficult-to-counterfeit paper with high soil resistance and high durability have involved the use of pigment-containing coating compositions together with a binder such as an elastomeric binder. It is also generally known that numerous polyurethane compositions can be used on various substrates as coatings having one or another protective function; among such applications, polyurethanes are used, for example, as a varnish for wood and other substrates. It is also known from the European patent

181 275 nr EP-B-189945, że kompozycje poliuretanowe są stosowane jako klej do zaklejania papieru w masie.181 275 No. EP-B-189945 that the polyurethane compositions are used as an adhesive for sizing paper in bulk.

W przypadku, kiedy do wytwarzania trudnego do podrobienia papieru stosowana jest kompozycja powlekająca zawierająca pigment, tak jak na przykład w zgłoszeniu PCT nr WO91/12372 pigment ten posiada dodatkową zaletę polegającą na wprowadzeniu efektu mikroporowatości czy też szorstkości, która umożliwia odpowiednią penetrację farby drukarskiej. Jest jednak również poważna wada związana z obecnością pigmentu taka mianowicie, że widoczność obecnych w materiale podłoża cech trudnych do podrobienia, takich jak znak wodny czy nitka w oknie jest w pewnym stopniu utrudniona.In the case where a pigment-containing coating composition is used to make difficult-to-counter paper, such as, for example, in PCT Application No. WO91 / 12372, this pigment has the additional advantage of introducing a microporous or roughness effect which allows adequate penetration of the ink. However, there is also a serious drawback associated with the presence of the pigment, namely that the visibility of the hard-to-counterfeit features in the base material, such as a watermark or window thread, is somewhat obstructed.

Powłoki barwione są z natury słabe z powodu obecności pigmentu który powoduje, ze w specyficznych miejscach spoiwo gorzej przylega do podłoża.Colored coatings are inherently weak due to the presence of the pigment which makes the binder adhere to the substrate less well at certain locations.

W przypadku używania barwionych kompozycji powlekających procedura powlekania stosowana jest zazwyczaj jako kolejny etap po wytworzeniu papieru co wiąże się z koniecznością jego wysuszenia przed nałożeniem kompozycji powlekającej. Poprzedni opis patentowy nr EP-B-189945 dotyczy zaklejania papieru w masie, przedmiotem zaś wynalazku, jak będzie to można później stwierdzić, jest zastosowanie kompozycji poliuretanowej do papieru trudnego do podrobienia w kolejnym etapie następującym po jego zaklejeniu w masie za pomocą naturalnego bądź syntetycznego środka zaklejającego. Co więcej, istotną cechą kompozycji powlekającej stanowiącej przedmiot wynalazku jest brak pigmentu co powoduje, że cechy trudne do podrobienia nie tracą na widoczności. Jakkolwiek zgodne z poniżej przedstawionym opisem w powłoce poliuretanowej mogą być obecne różne dodatki funkcjonalne to tylko pod warunkiem, że nieprzezroczystość papieru nie wzrośnie przy tym więcej niż o 1%.When tinted coating compositions are used, the coating procedure is usually used as a subsequent step after the papermaking, which requires drying prior to the application of the coating composition. The previous patent specification No. EP-B-189945 relates to sizing paper in bulk, and the subject of the invention, as it will be later stated, is the use of a polyurethane composition for difficult to counterfeit paper in the next step following its gluing in the mass with a natural or synthetic agent. sizing. Moreover, an essential feature of the coating composition of the invention is the absence of pigment, so that the features that are difficult to counterfeit do not lose their visibility. While various functional additives may be present in the polyurethane coating as described below, only as long as the opacity of the paper does not increase by more than 1%.

Przedmiotowy wynalazek jest wynikiem intensywnych badań autorów dotyczących wytwarzania trudnych do podrobienia dokumentów o podwyższonej trwałości oraz odporności na zabrudzenie.The present invention is the result of intensive research by the authors concerning the production of difficult-to-counterfeit documents with increased durability and resistance to dirt.

Sposób wytwarzania trudnego do podrobienia papieru zawierającego cechę trudną do podrobienia, zwłaszcza banknotu, według wynalazku polega na tym, że obejmuje on:The method of producing hard-to-counterfeit paper, in particular a banknote, according to the invention consists of:

(1) dostarczenie włókien tworzących papier do maszyny papierniczej;(1) supplying the paper-forming fibers to a papermaking machine;

(2) wprowadzenie do papieru w trakcie jego wytwarzania przynajmniej jednej cechy trudnej do podrobienia oraz wytworzenie papieru;(2) incorporating at least one difficult to counterfeit feature into the paper during its manufacture and producing the paper;

(3) zastosowanie do tak wytworzonego papieru czynnika zaklejającego w masie w celu zaklejenia papieru w masie;(3) applying a bulk sizing agent to the paper so produced to sizing the bulk paper;

(4) dobranie odpowiedniej, w znacznym stopniu przezroczystej, kompozycji powlekającej zawierającej niebarwiony poliuretan, który może dowolnie zawierać dodatek funkcjonalny pod warunkiem, że obecność dodatku funkcjonalnego nie spowoduje wzrostu nieprzezroczystości papieru o więcej niż o 1%, przy czym wymieniona kompozycja powlekająca ma takie własności, że kiedy jest ona wylana na powierzchni szkła, tworzy warstwę charakteryzującą się twardością w skali Kóniga wynoszącą od 15 do 130 sekund, a także pozytywnie zdaje test przepuszczalności wody zdefiniowany za pomocą następujących etapów:(4) selecting a suitable, largely transparent, coating composition containing uncolored polyurethane, which may optionally contain a functional additive, provided that the presence of the functional additive does not increase the opacity of the paper by more than 1%, said coating composition having such properties that when it is poured on the surface of the glass, it forms a layer with a König hardness of 15 to 130 seconds and passes the water permeability test defined by the following steps:

a) preparat, który ma być stosowany jako powłoka wylewa się na szklaną płytę tak, aby otrzymać warstwę o wadze substancji suchej wynoszącej 80 g/m²;a) the formulation to be used as a coating is poured on a glass plate so as to obtain a layer with a dry weight of 80 g / m ² ;

b) warstwę suszy się wstępnie w temperaturze 23°C, kiedy przestaje się ona lepić suszy się ją dodatkowo w ciągu godziny w temperaturze 80°C;b) the layer is pre-dried at 23 ° C, when it no longer becomes tacky, it is dried an additional hour at 80 ° C;

c) warstwę waży się przed jej zamoczeniem, po czym mierzy się jej wytrzymałość na zerwanie oraz moduł Younga, a także dokonuje się jej oględzin na okoliczność zmian przezroczystości;c) the layer is weighed before it is wet, and its breaking strength and Young's modulus are measured, and the layer is visually inspected for changes in transparency;

d) próbkę warstwy ogrzewa się w ciągu 30 minut we wrzącej wodzie zawierającej 10 g/1 Na₂CO₃;d) a sample of the layer is heated for 30 minutes in boiling water containing 10 g / 1 Na ₂ CO ₃ ;

e) następnie warstwę płucze się w zimnej wodzie i powtarza się etapy b) oraz c); przy czym po wysuszeniu i ponownym zważeniu warstwa spełnia następujące kryteria:e) the layer is then rinsed in cold water and steps b) and c) are repeated; after drying and re-weighing, the layer meets the following criteria:

i) wytrzymałość na zerwanie oraz moduł Younga na mokro dla warstwy poddanej działaniu wrzącej wody nie są mniejsze niż 90% wytrzymałości na zerwanie oraz modułu Younga na mokro warstwy wyjściowej;i) the breaking strength and the wet Young's modulus of the layer exposed to boiling water are not less than 90% of the breaking strength and the wet Young's modulus of the starting layer;

ii) warstwa nie wykazuje widocznej utraty przezroczystości orazii) the layer shows no apparent loss of transparency and

181 275 iii) masa substancji suchej warstwy jest nie mniejsza niż 98% masy początkowej.181 275 iii) the dry matter mass is not less than 98% of the original mass.

(5) nałożenia wybranej kompozycji powlekającej na jedną lub obie strony papieru zaklejonego w masie oraz (6) suszenie papieru uzyskując trudny do podrobienia papier.(5) applying the selected coating composition to one or both sides of the sized paper; and (6) drying the paper to obtain hard-to-counterfeit paper.

Badania wykazały, że powyższy test pozwala w sposób zadawalający ocenić powłokę poliuretanową na potrzeby niniejszego wynalazku.Tests have shown that the above test allows satisfactory evaluation of the polyurethane coating for the purposes of the present invention.

Korzystnie, poliuretan stosuje się w postaci dyspersji wodnej.Preferably, the polyurethane is used in the form of an aqueous dispersion.

Powłoka może również zawierać korzystnie napełniacz, korzystniej jako napełniacz stosuje się poliakrylan.The coating may also preferably contain a filler, more preferably polyacrylate is used as the filler.

Waga powłoki zawierającej poliuretan korzystnie wynosi pomiędzy 0,05, a 20 gramów na metr kwadratowy, a korzystniej pomiędzy 0,5, a 5 gramów na metr kwadratowy.The weight of the polyurethane-containing coating is preferably between 0.05 and 20 grams per square meter, and more preferably between 0.5 and 5 grams per square meter.

Powłokę zawierającą poliuretan nakłada się korzystnie na powierzchnię papieru natychmiast po zaklejaniu w masie, kiedy papier jest wciąż mokry lub tez nakłada się na powierzchnię papieru suchego po zakończeniu normalnego cyklu jego wytwarzania.The polyurethane-containing coating is preferably applied to the surface of the paper immediately after sizing while the paper is still wet, or is applied to the surface of the dry paper at the end of its normal manufacturing cycle.

Korzystnie w sposobie według wynalazku jako włókna obecne w papierze stosuje się włókna naturalne lub syntetyczne albo stanowiące mieszaninę włókien naturalnych oraz syntetycznych.Preferably, in the process according to the invention, natural or synthetic fibers or a mixture of natural and synthetic fibers are used as fibers present in the paper.

Korzystnie w sposobie według wynalazku jako poliuretan stosuje się poliuretan typu estru alifatycznego w dyspersji o zawartości poliuretanu od 2% do 70% wagowych, przy czym zawartość poliuretanu w dyspersji wynosi od 5% do 30% wagowych.Preferably in the process according to the invention, the polyurethane of the aliphatic ester type in the dispersion is used as the polyurethane with a polyurethane content of 2% to 70% by weight, the polyurethane content of the dispersion being 5% to 30% by weight.

W sposobie według wynalazku jako poliuretan stosuje się korzystnie poliuretan przystosowany do sieciowania oraz że sieciuje się go na etapie suszenia papieru, przy czym korzystniej sieciowanie prowadzi się przy zastosowaniu azyrydyny jako czynnika sieciującego.In the process according to the invention, preferably a cross-linkable polyurethane is used as the polyurethane and it is cross-linked in the drying step of the paper, more preferably cross-linking is carried out using aziridine as the cross-linking agent.

W sposobie według wynalazku jako cechę trudną do podrobienia wprowadza się znak wodny albo wtopioną nitkę, która to nitka może zawierać widoczne lub tez ukryte elementy trudne do podrobienia.In the method according to the invention, a watermark or embedded thread is introduced as a feature that is difficult to counterfeit, which thread may contain visible or hidden elements that are difficult to counterfeit.

W sposobie według wynalazku korzystnie jako poliuretan stosuje się poliuretan pozbawiony pigmentu lub też kompozycja powlekająca zawierająca poliuretan zawiera dodatek funkcjonalny będący dodatkiem fluorescencyjnym lub irrydescencyjnym.Preferably, the polyurethane used in the process according to the invention is a pigment-free polyurethane or the coating composition containing the polyurethane contains a functional additive which is a fluorescent or iridescence additive.

Do papieru trudnego do podrobienia przed jego zadrukowaniem lub też po jego zadrukowaniu przykleja się folię będącą czystą folią lub zawierającą hologram albo kinogram.Before or after printing, the paper that is difficult to counterfeit is glued with a foil which is a blank foil or contains a hologram or a kinogram.

Preparat powlekający może zawierać napełniacz taki jak poliakrylan i mieć w związku z tym postać mieszanki uretanowo-akrylowej, przy czym mieszanka taka musi wytwarzać powłoki o dobrej odporności na wodę oraz odczynniki chemiczne. Niski koszt napełniacza w porównaniu z poliuretanem powoduje, że mieszanka jest znacznie tańsza od czystego poliuretanu.The coating formulation may contain a filler such as polyacrylate and thus be in the form of a urethane-acrylic mixture, the mixture having to produce coatings with good resistance to water and chemicals. The low cost of the filler compared to polyurethane makes the mixture much cheaper than pure polyurethane.

Preparat powlekający może być dyspersją poliuretanu z jednoskładnikowym, wstępnie usieciowanym poliuretanem lub też z jednoskładnikowym poliuretanem blokowym zawierającym grupy izocyjanianowe chemicznie związane z łańcuchami polimerowymi, które to grupy izocyjanianowe są regenerowane w podwyższonych temperaturach takich, jakie są zazwyczaj stosowane w końcowych etapach procesu wytwarzania papieru. Co więcej, preparat powlekający może być dyspersją poliuretanu zawierającą produkt dwuskładnikowy, który można sieciować za pomocą odczynników wielofunkcyjnych, takich jak prekondensat melaminy z formaldehydem. Stosować można również odczynniki sieciujące włącznie z poliazyrydynami. Odczynniki sieciujące przyczyniają się do wzmocnienia odporności niebarwionej powłoki poliuretanowej na wodę włącznie z odpornością na pranie i w ten sposób pozwalają uzyskać papier trudny do podrobienia oraz wytwarzane z tego papieru trudne do podrobienia dokumenty o poprawionych własnościach.The coating formulation may be a polyurethane dispersion with a one-component, pre-crosslinked polyurethane or else a one-component polyurethane block polyurethane containing isocyanate groups chemically bonded to polymer chains, the isocyanate groups being regenerated at elevated temperatures such as are normally used in the final stages of the papermaking process. Moreover, the coating formulation can be a polyurethane dispersion containing a two-component product that can be cross-linked with multifunctional reagents such as melamine-formaldehyde precondensate. Cross-linking reagents including polyaziridines can also be used. The cross-linking reagents contribute to the enhancement of the water resistance of the undyed polyurethane coating, including the resistance to washing, and thus make it possible to obtain paper that is difficult to counterfeit and difficult-to-counterfeit documents produced from this paper with improved properties.

Kompozycja poliuretanowa przeznaczona do zastosowania w sposobie stanowiącym przedmiot wynalazku zawierać może dodatki znane specjalistom w tej dziedzinie włącznie z katalizatorami, współ-rozpuszczlanikami, a także odczynnikami emulgującymi lub powierzchniowo czynnymi. Należy jednak uważać, ponieważ środki emulgujące mogą psuć własności powłok w warunkach dużej wilgotności. Dodatkowo stosować można inne znane dodatki takie jak środki przeciwpieniące, dodatki modyfikujące przepływ, środki zagęszczająceThe polyurethane composition to be used in the process of the invention may contain additives known to those skilled in the art including catalysts, co-solvents, as well as emulsifying or surface-active agents. However, care must be taken as emulsifying agents can spoil the properties of the coatings under high humidity conditions. Additionally, other known additives such as anti-foam agents, flow-modifying additives, thickeners can be used

181 275 oraz modyfikatory lepkości. W ogólności zawartość dodatku w kompozycji powlekającej powinna być utrzymana na możliwie najniższym poziomie, ponieważ w przeciwnym razie można niekorzystnie wpłynąć na istotne własności powłoki takie jak na przykład jej adhezja do podłoża.181 275 and viscosity modifiers. In general, the content of the additive in the coating composition should be kept as low as possible, otherwise important properties of the coating such as, for example, its adhesion to the substrate may be adversely affected.

Podczas gdy głównym aspektem wynalazku jest wytworzenie korzystnych powłok niebarwionych mających na celu uzyskanie przedstawionych w niniejszym opisie korzyści, w innym z aspektów wynalazku stosować można dodatki funkcjonalne różnego rodzaju w celu uzyskania specyficznych efektów, które podwyższą stopień zabezpieczenia trudnych do podrobienia dokumentów wyprodukowanych z papieru stanowiącego przedmiot wynalazku bez wywierania istotnego wpływu na ogólne zalety niebarwionych powłok poliuretanowych. Dla specjalistów w tej dziedzinie będzie to oczywiste, że dodaje się pigmentów do powłok, w szczególności do powlekania papieru w celu uzyskania barwy lub nieprzezroczystości. W przeciwieństwie do tego funkcjonalne dodatki podwyższające stopień zabezpieczenia, które mogą być używane zgodnie z wynalazkiem nie są pigmentami lecz, materiałami rozdrobnionymi spełniającymi następujące kryteria:While a major aspect of the invention is to provide the advantageous uncolored coatings to achieve the benefits described herein, in another aspect of the invention, various types of functional additives may be used to achieve specific effects that enhance the security of difficult-to-counterfeit documents produced from the paper of the subject. of the invention without significantly affecting the overall benefits of undyed polyurethane coatings. It will be obvious to those skilled in the art that pigments are added to the coatings, in particular to the coating of paper to obtain color or opacity. In contrast, the functional security additives that can be used according to the invention are not pigments but particulate materials meeting the following criteria:

a) po nałożeniu powłoki dodatek nie zwiększa nieprzezroczystości papieru o więcej niz 1%. Gwarantuje to, że dodatek nie ma istotnego wpływu na przezroczystość powłoki i zachowane są ogólne korzyści wynikające z zastosowania powłok pozbawionych pigmentu.(a) after coating, the additive does not increase the opacity of the paper by more than 1%. This ensures that the additive does not significantly affect the transparency of the coating and that the overall benefits of a pigment-free coating are maintained.

b) obecność dodatku w powłoce poliuretanowej nie powoduje, że powłoka przestąje spełniać wymogi określone testami dla powłok stanowiących przedmiot wynalazku, takimi jak test twardości Koniga oraz test odporności na wilgoć.b) the presence of the additive in the polyurethane coating does not cause the coating to fail to meet the test requirements for the inventive coatings, such as the Konig hardness test and the moisture resistance test.

Zalecanym dodatkiem funkcjonalnym zgodnym z wynalazkiem jest barwnik fluorescencyjny lub irridescencyjny.The preferred functional additive according to the invention is a fluorescent or irridescent dye.

Dodatek funkcjonalny, jeśli jest obecny w powłoce poliuretanowej, wprowadza dodatkowy specyficzny efekt podwyższający stopień zabezpieczenia lub rozpoznawalności dokumentu wyprodukowanego z papieru będącego przedmiotem wynalazku stanowiąc, w ten sposób dodatkową cechę trudną do podrobienia. W ogólności, dodatki funkcjonalne podwyższające stopień zabezpieczenia dzielą się na trzy klasy:The functional additive, if present in the polyurethane coating, introduces an additional specific effect that increases the degree of security or recognition of a document produced from the paper being the subject of the invention, thus constituting an additional feature that is difficult to counterfeit. In general, security-enhancing functional additives fall into three classes:

(a) ogólnie uznane cechy trudne do podrobienia takie jak barwniki irridescencyjne;(a) generally recognized non-counterfeit characteristics such as irridescent dyes;

(b) cechy trudne do podrobienia podwyższające stopień zabezpieczenia, które są rozpoznawalne przy użyciu prostej aparatury, takie jak barwniki fluorescencyjne lub też cząstki magnetyczne; oraz (c) jawne cechy trudne do podrobienia wymagające skomplikowanej aparatury takiej jaka jest używana przez banki centralne, na przykład barwniki fluorescencyjne o unikalnych czasach zaniku.(b) hard-to-counterfeit features that increase the security level, which are recognizable with simple apparatus, such as fluorescent dyes or magnetic particles; and (c) overt hard-to-counterfeit features requiring sophisticated apparatus as used by central banks, such as fluorescent dyes with unique decay times.

Generalnie waga powłoki poliuretanowej zawierać się będzie pomiędzy 0,05 a 20 g/m², z zaleceniem, aby zawierała się pomiędzy 0,5 a 5 g/m².Generally, the weight of the polyurethane coating will comprise between 0.05 and 20 g / m ^2, with the recommendation that it contains between 0.5 and 5 g / m ^2.

Zalecane jest, aby powłokę poliuretanową nakładać na powierzchnię papieru bezpośrednio po jego przejściu przez rolki odciskające kąpieli do zaklejania w masie, zaś przed końcowym wysuszeniem kiedy papier jest wciąż mokry od zaklejania w masie. Można jednak również alternatywnie nakładać powłokę poliuretanową na powierzchnię papieru suchego po zakończeniu normalnego cyklu jego wytwarzania.It is recommended that the polyurethane coating is applied to the surface of the paper immediately after it has passed the impression rollers of the sizing bath and before final drying while the paper is still wet from sizing. However, it is also alternatively possible to apply the polyurethane coating to the surface of the dry paper after its normal manufacturing cycle has been completed.

Zalecane jest, aby powłokę poliuretanową nakładać po obu stronach papieru.It is recommended that the polyurethane coating is applied to both sides of the paper.

Włókna obecne w papierze są włóknami naturalnymi lub też syntetycznymi albo stanowią mieszaninę włókien naturalnych oraz syntetycznych.The fibers present in the paper are natural or synthetic fibers, or they are a mixture of natural and synthetic fibers.

Zalecane jest, aby poliuretan był poliuretanem typu estru alifatycznego oraz aby był stosowany w dyspersji o zawartości poliuretanu od 2% do 70% wagowych, ze szczególnym zaleceniem, aby zawartość ta wynosiła od 5% do 30% wagowych, choć można w sposobie stanowiącym przedmiot wynalazku alternatywnie stosować poliuretan typu eteru alifatycznego. Poliuretan może być również poliuretanem typu alifatycznego poliwęglanu.It is preferred that the polyurethane is an aliphatic ester type polyurethane and that it be used in a dispersion with a polyurethane content of 2% to 70% by weight, with particular preference that the content be 5% to 30% by weight, although it may be used in the process of the invention. alternatively use polyurethane of the aliphatic ether type. The polyurethane may also be an aliphatic polycarbonate type polyurethane.

Zalecane jest, aby papier używany w sposobie stanowiącym przedmiot wynalazku zawierał cechę trudną do podrobienia taką jak znak wodny czy zatopioną nitkę, w okienku lub bez, jak również widoczne lub ukryte trudne do podrobienia elementy.It is preferred that the paper used in the inventive method has an hard-to-counterfeit feature such as a watermark or embedded thread, with or without a window, as well as visible or hidden hard-to-counterfeit features.

181 275181 275

W celu zaspokojenia podstawowych wymagań sposobu według wynalazku powłoka zawierająca poliuretan musi być w znacznym stopniu przezroczysta, tak jak jest to objaśnione w niniejszym opisie, z zaleceniem aby dla naprężeń większych niz 4,0 mPa jej moduł wynosił 100%. Pożądane jest także, aby powłoka poliuretanowa charakteryzowała się wytrzymałością na zerwanie wyższą niż 40 mPa, na przykład wynoszącą od 40 mPa do 80 mPa, jak również twardością Kóniga wyzsząniz 20 sekund, na przykład wynoszącą od 20 sekund do 40 sekund.In order to meet the basic requirements of the process according to the invention, the polyurethane-containing coating must be substantially transparent, as explained in this specification, with the preference that for stresses greater than 4.0 mPa its modulus is 100%. It is also desirable that the polyurethane coating has a breaking strength greater than 40 mPa, for example, from 40 mPa to 80 mPa, and a Konig hardness higher than 20 seconds, for example, from 20 seconds to 40 seconds.

Całkowicie nową propozycją jest zastosowanie do wytwarzania papieru trudnego do podrobienia, takiego jak papier do produkcji banknotów, niebarwionej powłoki poliuretanowej w rodzaju przedstawionym w niniejszym opisie. Sposób stanowiący przedmiot wynalazku zapewnia otrzymywanie papieru posiadającego kilka niespodziewanych i użytecznych właściwości:An entirely new proposition is the use of an undyed polyurethane coating of the type described in this specification for the production of difficult to counterfeit paper, such as banknote paper. The method of the invention provides a paper having several unexpected and useful properties:

a. Powłoka poliuretanowa, będąc pozbawioną wypełniaczy jest przezroczysta; w związku z tym nie przesłania ona w papierze widocznych cech trudnych do podrobienia.a. The polyurethane coating, being free from fillers, is transparent; therefore, it does not obscure visible features that are difficult to forge in the paper.

b. Poprzez obniżenie porowatości powierzchni oraz jej szorstkości powłoka w dużym stopniu podnosi odporność papieru na zabrudzenie. Jest to ważne ponieważ przedłuża życie banknotu.b. By reducing the surface porosity and its roughness, the coating greatly increases the paper's resistance to dirt. This is important because it extends the life of the banknote.

c. W przeciwieństwie do cechy b) powłoka w znacznym stopniu poprawia adhezję druku do powierzchni papieru, co można wykazać za pomocą testów zmięcia na mokro oraz na sucho, wycierania na mokro oraz testu prania. Jest to najbardziej niespodziewana zaleta, ponieważ specjaliści w tej dziedzinie oczekiwaliby raczej, że powłoka poliuretanowa wytwarzana sposobem według wynalazku powinna powodować słabą adhezję druku.c. In contrast to feature b), the coating significantly improves print adhesion to the paper surface, which can be demonstrated by wet and dry crumple, wet wipe and wash tests. This is the most unexpected advantage as those skilled in the art would rather expect that the polyurethane coating produced by the process of the invention should produce poor print adhesion.

d. W odróżnieniu od powłok barwionych powłoki poliuretanowe wytwarzane w sposobie według wynalazku przedstawione w niniejszym opisie nie zmieniają w istotny sposób ani wyglądu ani też właściwości dotykowych papieru. Jest to ważna cecha, ponieważ niezwykłe właściwości optyczne, czy też dotykowe banknotu pomagają użytkownikom odróżnić egzemplarze fałszywe.d. Unlike colored coatings, the polyurethane coatings produced by the process of the invention described herein do not substantially alter the appearance or feel of the paper. This is an important feature because the banknote's unusual optical or tactile properties help users to distinguish counterfeit items.

e. Co więcej, powłoka poprawia wyrazistość oraz tłoczenie druku typu intaglio.e. Moreover, the coating improves the clarity and embossing of intaglio printing.

f. Powłoka zabezpiecza również banknot przed sorpcją wybielaczy optycznych podczas przypadkowego wyprania. Jest to również wyjątkowo korzystna i niespodziewana zaleta, ponieważ niefluorescencyjny charakter papieru banknotu ułatwia wykrycie egzemplarzy fałszywych. Nie dopuszcza ona również, aby czynniki fluorescencyjne obecne w wybielaczach optycznych zakłócały fluorescencyjne cechy trudne do podrobienia, jeśli są one obecne w banknocie.f. The coating also protects the banknote against sorption of optical brighteners during accidental washing. This is also an extremely advantageous and unexpected advantage as the non-fluorescent nature of the banknote paper makes it easier to detect counterfeit copies. It also prevents fluorescent agents present in optical brighteners from interfering with hard-to-counterfeit fluorescent features if they are present in a banknote.

g. Powłoka w żaden sposób nie wpływa na procesy wytwarzania, przekształcania oraz drukowania papieru. W szczególności nie powoduje ona zbijania się w bloki.g. The coating does not in any way interfere with the manufacturing, converting, and printing processes of the paper. In particular, it does not cause clumping into blocks.

Powyższe własności, będące wynikiem zastosowania sposobu stanowiącego przedmiot wynalazku stanowią konsekwencję podwyższonej odporności zarówno mechanicznej, jak i chemicznej, a także specyficznej struktury chemicznej powłoki poliuretanowej zgodnie z wynikami testów odporności na wodę, a także testu twardości Kóniga zdefiniowanych uprzednio. Materiały, które nie przechodzą powyższych testów generalnie nie odpowiadają też wymaganiom stawianym papierowi przeznaczonemu na banknoty.The above properties, resulting from the application of the method according to the invention, are a consequence of the enhanced mechanical and chemical resistance as well as the specific chemical structure of the polyurethane coating according to the results of the water resistance tests and the König hardness test defined previously. Materials that do not pass the above tests generally also do not meet the requirements for banknote paper.

Za pomocą przedstawionego w niniejszym opisie sposobu produkowany jest papier trudny do podrobienia, który to trudny do podrobienia papier jest następnie drukowany w celu uzyskania trudnego do podrobienia dokumentu. Określenie dokument trudny do podrobienia obejmuje banknot, dokument identyfikacyjny, prawo jazdy czy kartkę w paszporcie.The process described herein produces hard-to-counterfeit paper, which difficult-to-counterfeit paper is then printed into the difficult-to-counterfeit document. The term hard-to-counterfeit document includes a banknote, identification document, driving license or a card in a passport.

Następujące poniżej przykłady ilustrują wynalazek. W tych przykładach pojawiają się odniesienia do pewnych standardowych testów, które są opisane oraz zdefiniowane poniżej. Jeżeli są odniesienia do części są to części wagowe.The following examples illustrate the invention. In these examples, reference is made to certain standard tests which are described and defined below. Where there are references to parts, they are parts by weight.

a) Test Zgniatania na Suchoa) Dry Crush Test

Zadrukowana próbka papieru wielkości banknotu jest dziesięciokrotnie zgnieciona ręcznie, a następnie ponownie rozłożona przy użyciu standardowej techniki. Próbka zadrukowana jest następnie poddana badaniu, w którym szacowany jest ubytek farby drukarskiej.The printed banknote-sized paper sample is crumpled ten times by hand and then unfolded using standard techniques. The printed sample is then subjected to a test in which the ink loss is estimated.

b) Test Zgniatania na Mokrob) Wet Crush Test

181 275181 275

Taki sam jak test zgniatania na sucho z tą różnicą że papier jest moczony przed każdym zgnieceniem.Same as the dry crush test except that the paper is wetted before each crush.

c) Test Pocierania na Mokro Sheen’ac) Sheen Wet Rub Test

Zadrukowana próbka papieru wielkości banknotu jest poddana 300 potarciom szczotką ważącą 800 g i poruszaną za pomocą maszyny testującej Sheen’a. Ubytek farby drukarskiej podczas testowania szacowany jest wizualnie.The printed banknote-sized paper sample is rubbed 300 times with a 800 g brush and moved with a Sheen test machine. The loss of printing ink during testing is visually assessed.

d) Test Intensywnego Praniad) Intensive Wash Test

Zadrukowana próbka papieru wielkości banknotu jest w ciągu 30 minut gotowana w roztworze zawierającym 5 części proszku do prania domowego użytku oraz 10 części węglanu sodowego.The printed banknote-size paper sample is boiled in 30 minutes in a solution containing 5 parts of household washing powder and 10 parts of sodium carbonate.

Próbka ta jest następnie wypłukana w zimnej wodzie, a ubytek farby drukarskiej podczas prania szacowany jest wizualnie.This sample is then rinsed in cold water and the ink loss during washing is visually assessed.

e) Test Zabrudzenia FIRAe) FIRA Contamination Test

Zadrukowana próbka papieru jest umieszczona na jednym końcu cylindra razem z próbką wzorcową umieszczoną na drugim końcu oraz dwudziestoma kostkami filcowymi nasączonymi syntetycznym potem oraz koloidalnym grafitem. Przez okres 30 minut cylinder poddany jest ruchowi obrotowemu w zmieniających się naprzemiennie kierunkach. Następnie mierzona jest zmiana reflektacji dla próbek zadrukowanych, po czym obliczany jest względny pobór brudu za pomocą porównania wyników testu.The printed sample of paper is placed at one end of the cylinder with a reference sample at the other end and twenty felt cubes soaked in synthetic sweat and colloidal graphite. For a period of 30 minutes, the cylinder is rotated in alternating directions. The change in reflectance for the printed samples is then measured and the relative dirt uptake is calculated by comparing the test results.

Przykład 1Example 1

Arkusz papieru wytworzony został za pomocą maszyny papierniczej z wodnej zawiesiny włókien celulozowych dowolnie wymieszanych z włóknami syntetycznymi lub wypełniaczami mineralnymi lub też innymi dodatkami stosowanymi w przemyśle papierniczym. Papier ten następnie wysuszono, zaklejono w masie, ponownie wysuszono oraz nawinięto.A sheet of paper was produced with a paper machine from an aqueous suspension of cellulose fibers, arbitrarily mixed with synthetic fibers or mineral fillers or other additives used in the paper industry. This paper was then dried, sized, dried again and reeled up.

Wytworzono preparat powlekający składający się z:A coating formulation was prepared consisting of:

części poliuretanu opartego o poliester alifatyczny (Witocobond 785™) dostarczonego przez Baxenden Applied Chemicals Limited oraz części wody.parts of an aliphatic polyester-based polyurethane (Witocobond 785 ™) supplied by Baxenden Applied Chemicals Limited and parts of water.

Nawinięty papier rozwinięto, po czym przy użyciu urządzenia powlekającego Mayer’a po obu jego stronach nałożono powłoki zawierające po 2 g/m , a następnie wysuszono za pomocą tego samego urządzenia.The reeled paper was unwound, and coats of 2 g / m2 each were applied to both sides using a Mayer coater, and then dried with the same machine.

Tak powleczony papier został następnie poddany normalnej obróbce polegającej na kalandrowaniu oraz cięciu.The coated paper was then subjected to the normal calendering and cutting treatment.

Powleczony papier został w następnej kolejności zadrukowany stosując zarówno technikę intaglio jak i offset.The coated paper was then printed using both intaglio and offset techniques.

Próbka preparatu powlekającego została także przetestowana przy użyciu opisanego powyżej testu odporności na wodę oraz testu twardości Kóniga. Stwierdzono, że powłoka charakteryzuje się twardością Kóniga wynoszącą 100 sekund, jak również dobrą odpornością na wodę.A sample of the coating formulation was also tested using the water resistance test described above and the Konig hardness test. The coating has a König hardness of 100 seconds as well as good water resistance.

Zadrukowany papier, zarówno powleczony jak i niepowleczony poddane zostały następnie testowi zgniatania na mokro, testowi zgniatania na sucho, testowi intensywnego prania, testowi zabrudzenia FIRA oraz testowi pocierania na mokro Sheen’a. W porównaniu do papieru niepowleczonego pochodzącego tej samej partii próbki powlekane wykazały następujące wyniki dla każdego testu:The printed paper, both coated and uncoated, was then subjected to the wet crush test, the dry crush test, the intensive wash test, the FIRA soiling test and the Sheen wet rub test. Compared to uncoated paper from the same batch, the coated samples showed the following results for each test:

Test zgniatania na mokro: znacznie mniejsza utrata farby drukarskiej.Wet crush test: significantly less ink loss.

Test zgniatania na sucho: wyraźnie mniejsza utrata farby drukarskiej.Dry crumple test: significantly less ink loss.

Test intensywnego prania: utrata farby drukarskiej prawie nie do zauważenia w porównaniu z utratą ponad 80% w przypadku papieru niepowlekanego.Intensive Wash Test: Almost imperceptible ink loss compared to more than 80% for uncoated paper.

Test pocierania na mokro: w przypadku papieru niepowlekanego utrata ponad 50% powierzchni zadrukowanej, zaś w przypadku papieru powlekanego utrata mniej niż 10% powierzchni zadrukowanej.Wet rub test: more than 50% of the printed area is lost for uncoated papers, less than 10% of the printed area is lost for coated papers.

Test zabrudzenia FIRA: pobór brudu mniejszy o około 30%.FIRA contamination test: approximately 30% less dirt intake.

181 275181 275

Badanie w świetle ultrafioletowym próbek wypranych wykazuje, że próbki powlekane pobierają niezauważalną ilość wybielacza optycznego w odróżnieniu od próbek niepowlekanych, które po zakończeniu prania wykazują w znacznym stopniu zjawisko fluorescencji.Ultraviolet light testing of washed samples shows that coated samples take up a negligible amount of optical brightener, unlike uncoated samples, which exhibit a high degree of fluorescence after washing.

Zbadano również druk intaglio, zarówno na próbkach powleczonych jak i niepowleczonych. Papier niepowleczony wykazywał charakterystyczne zjawisko rozlewania się kreski atramentowej oczekiwane po papierze przeznaczonym na banknoty. Papier powlekany wykazywał je w znacznie mniejszym stopniu.Intaglio printing was also tested on both coated and uncoated samples. The uncoated paper exhibited the characteristic ink bleed pattern expected from banknote paper. Coated paper exhibited them to a much lesser extent.

Przykład 2Example 2

7,5 części poliuretanu opartego o poliester alifatyczny (Witocobond 785™) dostarczonego przez Baxenden Applied Chemicals Limited,7.5 parts of polyurethane based on aliphatic polyester (Witocobond 785 ™) supplied by Baxenden Applied Chemicals Limited,

7,5 części kopolimeru octanu winylu oraz VeoVa (Vinamul 6975™) dostarczonego przez Vinamul Limited,7.5 parts of vinyl acetate copolymer and VeoVa (Vinamul 6975 ™) supplied by Vinamul Limited,

0,5 części poliazyrydyny (CX100™) dostarczonej przez Zeneca Resins BV, oraz0.5 part of polyaziridine (CX100 ™) supplied by Zeneca Resins BV, and

84,5 części wody.84.5 parts of water.

Próbka preparatu powlekającego została także przetestowana przy użyciu opisanego powyżej testu odporności na wodę oraz testu twardości Kóniga. Stwierdzono, ze powłoka charakteryzuje się twardością Kóniga wynoszącą 120 sekund, jak również dobrą odpornością na wodę.A sample of the coating formulation was also tested using the water resistance test described above and the Konig hardness test. The coating has a König hardness of 120 seconds as well as good water resistance.

Zadrukowany papier, zarówno powleczony jak i niepowleczony poddane zostały następnie testowi zgniatania na mokro, testowi zgniatania na sucho, testowi intensywnego prania, testowi zabrudzenia FIRA oraz testowi pocierania na mokro. Uzyskany papier posiadał zasadniczo takie same własności jak podane dla papieru otrzymanego sposobem przedstawionym w przykładzie 1 w odniesieniu do testu zgniatania na mokro itd.The printed paper, both coated and uncoated, was then subjected to a wet crush test, a dry crumple test, an intensive wash test, a FIRA soiling test and a wet rub test. The resultant paper had essentially the same properties as those reported for the paper made in Example 1 for the wet crush test, etc.

Badanie w świetle ultrafioletowym próbek wypranych wykazuje, że próbki powlekane pobierają niezauważalną ilość wybielacza optycznego w odróżnieniu od próbek niepowlekanych, które po zakończeniu prania w znacznym stopniu wykazują zjawisko fluorescencji.Ultraviolet light testing of washed samples shows that coated samples take up a negligible amount of optical brightener, unlike uncoated samples, which exhibit a high degree of fluorescence after washing.

Zbadano również druk intaglio, zarówno na próbkach powleczonych jak i niepowleczonych. Papier niepowleczony wykazywał charakterystyczne zjawisko rozlewania się kreski atramentowej oczekiwane po papierze przeznaczonym na banknoty. Papier powlekany wykazywał je w znacznym mniejszym stopniu.Intaglio printing was also tested, both on coated and uncoated samples. The uncoated paper exhibited the characteristic ink bleed phenomenon expected from banknote paper. Coated paper exhibited them to a much lesser extent.

Przykład 3Example 3

10,5 części poliuretanu opartego o poliester alifatyczny (Witocobond 779™) dostarczonego przez Baxenden Applied Chemicals Limited,10.5 parts of polyurethane based on aliphatic polyester (Witocobond 779 ™) supplied by Baxenden Applied Chemicals Limited,

4,5 części anionowego kopolimeru styrenu z akrylanem (Vinamul 7172™) dostarczonego przez Vinamul Limited,4.5 parts of an anionic styrene acrylate copolymer (Vinamul 7172 ™) supplied by Vinamul Limited,

84,5 części wody.84.5 parts of water.

181 275181 275

Nawinięty papier rozwinięto, po czym przy użyciu urządzenia powlekającego Mayer’a po obu jego stronach nałożono powłoki zawierające po 2 g/m , a następnie wysuszono za pomocą tego samego urządzenia.The wound paper was unwound, and coats of 2 g / m2 each were applied to both sides using a Mayer coater, and then dried with the same machine.

Próbka preparatu powlekającego została także przetestowana przy użyciu opisanego powyżej testu odporności na wodę oraz testu twardości Kóniga. Stwierdzono, ze powłoka charakteryzuje się twardością Kóniga wynoszącą 80 sekund, jak również dobrą odpornością na wodę.A sample of the coating formulation was also tested using the water resistance test described above and the Konig hardness test. The coating is found to have a Konig hardness of 80 seconds as well as good water resistance.

Zadrukowany papier, zarówno powleczony jak i niepowleczony poddane zostały następnie testowi zgniatania na mokro, testowi zgniatania na sucho, testowi intensywnego prania, testowi zabrudzenia FIRA oraz testowi pocierania na mokro. Uzyskany papier posiadał zasadniczo takie same własności jak podane dla papieru otrzymanego sposobem przedstawionym w przykładzie 1 w odniesieniu do testu zgniatania na mokro itd.The printed paper, both coated and uncoated, was then subjected to a wet crush test, a dry crumple test, an intensive wash test, a FIRA soiling test, and a wet rub test. The resultant paper had essentially the same properties as those reported for the paper made in Example 1 for the wet crush test, etc.

Przykład 4Example 4

części poliuretanu opartego na układzie poliester alifatyczny-poliwęglan (IR 140™) dostarczonego przez Industrial Copolymers Limited,polyurethane parts based on the aliphatic polyester-polycarbonate system (IR 140 ™) supplied by Industrial Copolymers Limited,

0,5 części poliazyrydyny (CX100™) dostarczonej przez Zeneca Resins BV, oraz0.5 part polyaziridine (CX100 ™) supplied by Zeneca Resins BV, and

84,5 części wody.84.5 parts of water.

Nawinięty papier rozwinięto, po czym przy użyciu urządzenia powlekającego Mauer’a po obu jego stronach nałożono powłoki zawierające po 2 g/m², a następnie wysuszono za pomocą tego samego urządzenia.The reeled paper was unwound and then coats of 2 g / m ² were applied to both sides of the paper using a Mauer coater, and then dried with the same equipment.

Próbka preparatu powlekającego została także przetestowana przy użyciu opisanego powyżej testu odporności na wodę oraz testu twardości Kóniga. Stwierdzono, że powłoka charakteryzuje się twardością Kóniga wynoszącą 120 sekund, jak również dobrą odpornością na wodę.A sample of the coating formulation was also tested using the water resistance test described above and the Konig hardness test. The coating has a König hardness of 120 seconds as well as good water resistance.

Zadrukowany papier, zarówno powleczony jak i niepowleczony poddane zostały następnie testowi zgniatania na mokro, testowi zgniatania na sucho, testowi intensywnego prania, testowi zabrudzenia FIRA oraz testowi pocierania na mokro Sheen’a. Uzyskany papier posiadał zasadniczo takie same własności jak podane dla papieru otrzymanego sposobem przedstawionym w przykładzie 1 w odniesieniu do testu zgniatania na mokro itd.The printed paper, both coated and uncoated, was then subjected to the wet crush test, the dry crush test, the intensive wash test, the FIRA soiling test and the Sheen wet rub test. The resultant paper had essentially the same properties as those reported for the paper made in Example 1 for the wet crush test, etc.

Badanie w świetle ultrafioletowym próbek wypranych wykazuje, ze próbki powlekane pobierają niezauważalną ilość wybielacza optycznego w odróżnieniu od próbek niepowlekanych, które po zakończeniu prania w znacznym stopniu wykazują zjawisko fluorescencji.Ultraviolet light testing of washed samples shows that coated samples take up an imperceptible amount of optical brightener, unlike uncoated samples, which exhibit a high degree of fluorescence after washing.

Zbadano również druk intaglio, zarówno na próbkach powleczonych jak i niepowleczonych. Papier niepowleczony wykazywał charakterystyczne zjawisko rozlewania się kreskiIntaglio printing was also tested, both on coated and uncoated samples. Uncoated paper exhibited a characteristic line bleed phenomenon

181 275 atramentowej oczekiwane po papierze przeznaczonym na banknoty. Papier powlekany wykazywał je w znacznie mniejszym stopniu.181,275 inkjet paper for banknotes. Coated paper exhibited them to a much lesser extent.

Przykład 5Example 5

Arkusz papieru wytworzony został za pomocą maszyny papierniczej z wodnej zawiesiny włókien celulozowych dowolnie wymieszanych z włóknami syntetycznymi lub wypełniaczami mineralnymi lub też innymi dodatkami stosowanymi w przemyśle papierniczym. Papier ten następnie wysuszono oraz dodano roztwór do zaklejania w masie.A sheet of paper was produced with a paper machine from an aqueous suspension of cellulose fibers, arbitrarily mixed with synthetic fibers or mineral fillers or other additives used in the paper industry. The paper was then dried and the bulk size solution was added.

L5 części poliuretanu opartego na układzie poliester alifatyczny-poliwęglan (IR140™) dostarczonego przez Industrial Copolymers Limited,L5 parts of polyurethane based on aliphatic polyester-polycarbonate (IR140 ™) supplied by Industrial Copolymers Limited,

84,5 części wody.84.5 parts of water.

Po wyjściu z rolki odciskającej roztwór zaklejający w masie po obu stronach papieru przy użyciu urządzenia powlekającego Mayer’a nałożono powłoki zawierające po 2 g/m², a następnie wysuszono za pomocą tego samego urządzenia. Procedura ta daje taką korzyść ekonomiczną, że opuszcza się jeden cykl suszenia.After leaving the sizing roll imprinting by weight of the solution on both sides of the paper using a Mayer coater coating of 2 g / m ² and then dried by means of the same device. This procedure has the economic advantage that one drying cycle is skipped.

Tak powleczony papier został wysuszony i nawinięty na rolki.The so coated paper was dried and wound on rolls.

Powleczony papier został następnie poddany normalnej obróbce polegającej na kalandrowaniu oraz cięciu.The coated paper was then subjected to the normal calendering and cutting treatment.

Powleczony papier został w następnej kolejności zadrukowany stosując zarówno technikę intaglio, jak i offset.The coated paper was then printed using both intaglio and offset techniques.

Zbadano również druk intaglio, zarówno na próbkach powleczonych jak i niepowleczonych. Papier niepowleczony wykazywał charakterystyczne zjawisko rozlewania się kreski atramentowej oczekiwane po papierze przeznaczonym na banknoty. W procesie drukowania prowadzącym do uzyskania trudnych do podrobienia dokumentów, takich jak banknoty, papier powlekany wykazywał zjawisko rozlewania się atramentu w znacznie mniejszym stopniu.Intaglio printing was also tested, both on coated and uncoated samples. The uncoated paper exhibited the characteristic ink bleed phenomenon expected from banknote paper. In the printing process leading to difficult-to-counterfeit documents such as bank notes, coated paper exhibited much less ink bleeding.

Wszystkie rodzaje papieru, wytworzone zgonie z procedurami przedstawionymi w przykładach od 1 do 5 charakteryzowały się powleczeniem, które było odporne na wodę zgodnie z przedstawionymi powyżej kryteriami (i), (ii) oraz (iii). W szczególności, (i) wytrzymałość na zerwanie na mokro oraz moduł Younga na mokro nie wykazywały obniżenia, (ii) nie było widocznej utraty przezroczystości oraz (iii) nie było zmiany wagi warstwy.All papers prepared according to the procedures set out in Examples 1 to 5 had a coating that was water resistant according to criteria (i), (ii) and (iii) above. In particular, (i) the wet breaking strength and the wet Young's modulus showed no reduction, (ii) there was no visible loss of transparency and (iii) there was no change in the weight of the layer.

W celu uzyskania porównania podany jest teraz przykład, pokazujący typowe wytrzymałości pochodzące od powłoki o niewystarczającej odporności na wodę oraz wytrzymałości mechanicznej.For the sake of comparison, an example is now given showing typical strengths derived from a coating with insufficient water resistance and mechanical strength.

Przykład AExample A

części poliuretanu opartego na poliestrze alifatycznym (Witocobond 290™) dostarczonego przez Baxenden Applied Chemicals Limited, orazparts of an aliphatic polyester-based polyurethane (Witocobond 290 ™) supplied by Baxenden Applied Chemicals Limited, and

181 275181 275

84,5 części wody.84.5 parts of water.

Nawinięty papier rozwinięto, po czym przy użyciu urządzenia powlekającego Mayer’a po obu jego stronach nałożono powłoki zawierające po 2 g/m², a następnie wysuszono za pomocą tego samego urządzenia.Wound paper developed, and then using a Mayer coating on both sides of the coating of 2 g / m ² and then dried by means of the same device.

Próbka preparatu powlekającego została także przetestowana przy użyciu opisanego powyżej testu odporności na wodę oraz testu twardości Kóniga. Stwierdzono, że powłoka charakteryzuje się twardością Kóniga wynoszącą 15 sekund, oraz niezbyt dobrą odpornością na wodę.A sample of the coating formulation was also tested using the water resistance test described above and the Konig hardness test. The coating has a König hardness of 15 seconds and not very good water resistance.

Zadrukowany papier, zarówno powleczony jak i niepowleczony poddany został testowi zabrudzenia FIRA. Wyniki wykazały, że papier powleczony wykazuje znacznie lepszą odporność na brudzenie.Printed paper, both coated and uncoated, underwent the FIRA soiling test. The results showed that the coated paper exhibited a much better stain resistance.

Zadrukowany papier, zarówno powleczony jak i niepowleczony poddany został następnie testowi zgniatania na mokro, testowi zgniatania na sucho, testowi intensywnego prania, oraz testowi pocierania na mokro Sheen’a. W porównaniu z próbkami papieru niepowlekanego otrzymanego z tej samej partii materiału próbki papieru powlekanego były znacznie gorsze.The printed paper, both coated and uncoated, was then subjected to a wet crush test, a dry crush test, a heavy wash test, and a Sheen wet rub test. Compared to the uncoated paper samples obtained from the same batch of material, the coated paper samples were significantly inferior.

Zbadano również druk intaglio, zarówno na próbkach powleczonych jak i niepowleczonych. Papier niepowleczony wykazywał charakterystyczne zjawisko rozlewania się kreski atramentowej oczekiwane po papierze przeznaczonym na banknoty. Papier powlekany wykazywał je w znacznie mniejszym stopniu.Intaglio printing was also tested, both on coated and uncoated samples. The uncoated paper exhibited the characteristic ink bleed phenomenon expected from banknote paper. Coated paper exhibited them to a much lesser extent.

Zgodnie z przedstawionymi powyżej wynikami testów dotyczących przykładów od 1 do 5 papier wytworzony według sposobu będącego przedmiotem wynalazku w porównaniu ze standardowym papierem stosowanym do wytwarzania banknotów posiada w znacznym stopniu poprawione własności.According to the test results of Examples 1 to 5 above, the paper produced according to the method of the invention has significantly improved properties compared to the standard banknote paper.

Dobra adhezja farby drukarskiej udokumentowana jest wynikami testu zgniatania na mokro, testu zgniatania na sucho, testu pocierania na mokro oraz testu intensywnego prania. Także definicja wydruku na papierze wytwarzanym sposobem stanowiącym przedmiot wynalazku jest znacznie lepsza niz uzyskiwana na tradycyjnym papierze do wytwarzania banknotów. Co więcej, szczególnie dobrze zdefiniowany jest druk Intaglio, jak również wytłaczanie Intaglio daje lepsze wyniki. Także znakomite są wyniki odporności na zabrudzenie wskazujące, że w porównaniu z papierem niepowleczonym papier wytworzony sposobem będącym przedmiotem wynalazku przyciąga tylko dwie trzecie czynnika brudzącego.Good adhesion of the printing ink is documented by the results of the wet crush test, the dry crumple test, the wet rub test and the intensive wash test. Also, the definition of printing on paper produced by the inventive process is much better than that obtained on traditional banknote paper. Moreover, Intaglio printing is particularly well defined, as well as Intaglio embossing gives better results. The soil resistance results are also excellent, showing that the paper produced by the inventive method only attracts two-thirds of the soil agent compared to uncoated paper.

Jak wspomniano powyżej w celu obniżenia kosztów w sposobie będącym przedmiotem wynalazku można też stosować wypełniacze; mogą one również poprawiać użyteczne własności takie jak na przykład adhezja wprowadzanych na powierzchnię dodatkowych cech trudnych do podrobienia takich jak hologramy.As mentioned above, fillers can also be used in the process object of the invention to reduce costs; they can also improve useful properties such as, for example, adhesion to the surface of additional hard-to-counterfeit features such as holograms.

Wypełniacze, które można stosować zgodnie z niniejszym wynalazkiem są zazwyczaj zawiesinami nierozpuszczalnych w wodzie spoiw takich jak kopolimery styrenowo-akrylowe, akrylowane octany winylu, kopolimery chlorku winylu i etylenu lub też kopolimery octanu winylu. Jednak generalnie nie są one w stanie spełnić wymagań obu testów, testu odporności na wodę oraz testu twardości.Fillers that can be used in the present invention are typically suspensions of water-insoluble binders such as styrene acrylic copolymers, acrylated vinyl acetates, vinyl chloride ethylene copolymers, or vinyl acetate copolymers. However, they generally cannot meet the requirements of both the water resistance test and the hardness test.

Alternatywnym wypełniaczem jest kopolimer VA/VEOVA, na przykład ten, który sprzedawany jest pod nazwą handlową Vinamul 6975™.An alternative filler is the VA / VEOVA copolymer, for example the one sold under the trademark Vinamul 6975 ™.

Jednakże, w kombinacji ze stosowanym poliuretanem wypełniacze te działają w sposób satysfakcjonujący zgodnie z przedstawionymi poprzednio kryteriami pod warunkiem, ze kompozycja zawierająca poliuretan oraz wypełniacz posiada określoną twardość Kóniga oraz zdaje test odporności na wodę.However, in combination with the polyurethane used, these fillers perform satisfactorily according to the criteria set out above, provided that the composition comprising the polyurethane and the filler has a specific Konig hardness and passes the water resistance test.

Wypełniacze mogą być dodawane w ilości do 70, z zaleceniem aby wynosiła ona od 15 do 50, części na 100 części preparatu powlekającego. Na tym poziomie dodawać można najmocniejsze oraz najbardziej odporne na działanie wody wypełniacze. Jasnym jest, mając naFillers may be added in an amount up to 70 parts per 100 parts of the coating formulation, preferably from 15 to 50 parts. At this level, the strongest and the most water-resistant fillers can be added. It is clear having on

181 275 uwadze własności zaprojektowane dla kompozycji powlekającej, ze słabsze oraz mniej odporne na wodę wypełniacze nie mogą być dodawane w tak dużych ilościach.In view of the properties designed for the coating composition, weaker and less water-resistant fillers cannot be added in such large amounts.

W celu podniesienia odporności na działanie wody oraz twardości powłoki poliuretanowej można dodawać odczynniki sieciujące. Można je używać w celu uzyskania odpowiednich własności poliuretanów, które inaczej nie nadawałyby się do tego zastosowania. Mogą one być również stosowane w celu takiej poprawy własności składnika poliuretanowego, ze używać można będzie większe ilości wypełniaczy. Odpowiednie odczynniki sieciujące obejmują poliazyrydynę, karbodiimid, izocyjanian oraz sole cyrkonu. Można stosować również inne czynniki sieciujące takie jak żywice epoksydowe, są one jednak mniej praktyczne ze względu na wysokie temperatury lub długie czasy sieciowania.Cross-linking agents can be added to increase the water resistance and hardness of the polyurethane coating. They can be used to obtain suitable properties of polyurethanes which would otherwise not be suitable for this application. They can also be used to improve the properties of the polyurethane component such that larger amounts of fillers can be used. Suitable cross-linking reagents include polyaziridine, carbodiimide, isocyanate, and zirconium salts. Other cross-linking agents such as epoxy resins can also be used, but are less practical due to high temperatures or long cross-linking times.

Co więcej, dalsze badania wykazały, że powłoki poliuretanowe wytwarzane sposobem według wynalazku posiadają jeszcze jedną zaletę. Zastosowanie szczególnych powłok poliuretanowych okazało się wzmacniać trwałość, a także efekty wizualne folii, hologramów, kinogramów i tym podobnych. Spowodowane jest to znacznym obniżeniem przez powłokę poliuretanową stopnia, w którym kleje używane do wklejania folii z hologramami są absorbowane na powierzchni papieru. Stwierdzono, że klej taki może być stosowany bardziej równomiernie oraz ze prowadzi to do lepszej adhezji oraz do większego połysku powierzchni. Im bardziej zaś błyszcząca jest powierzchnia hologramu tym większa korzyść, ponieważ szczegóły optyczne obecne w hologramie są dla patrzącego lepiej widoczne. Jak dobrze wiadomo, hologramy są generalnie drogie i w związku z tym będzie to bezwzględną zaletą komercyjną, jeżeli pozostaną one na swoim miejscu przez dłuższy okres używania dokumentu trudnego do podrobienia takiego, jak banknot w obiegu. Jest to konsekwencją zwiększonej trwałości zapewnionej przez powłokę poliuretanową wytwarzaną sposobem według wynalazku.Moreover, further studies have shown that the polyurethane coatings produced according to the invention have another advantage. The use of specific polyurethane coatings has been found to enhance durability as well as the visual effects of films, holograms, kinograms, and the like. This is because the polyurethane coating significantly lowers the degree to which the adhesives used to stick the hologram film are absorbed onto the surface of the paper. It has been found that such an adhesive can be applied more uniformly and that this leads to better adhesion and a greater surface gloss. The shinier the surface of the hologram, the greater the benefit, since the optical details present in the hologram are more visible to the viewer. As is well known, holograms are generally expensive and hence it will be an absolute commercial advantage if they remain in place for an extended period of use of a hard-to-counterfeit document such as a circulating banknote. This is a consequence of the increased durability provided by the polyurethane coating produced by the process of the invention.

181 275181 275

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 4,00 zł.Publishing Department of the UP RP. Circulation of 70 copies. Price PLN 4.00.

Claims

Zastrzeżenia patentowePatent claims

1. Sposób wytwarzania trudnego do podrobienia papieru zawierającego cechę trudną do podrobienia, zwłaszcza banknotu, znamienny tym, że obejmuje on:A method of producing difficult-to-counterfeit paper, especially a banknote, characterized in that it comprises:

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że poliuretan stosuje się w postaci dyspersji wodnej. . .2. The method according to p. The process of claim 1, wherein the polyurethane is used in the form of an aqueous dispersion. . .

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że powłoka zawiera również napełniacz.3. The method according to p. The method of claim 1, wherein the coating also comprises a filler.

4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że jako napełniacz stosuje się poliakryłan.4. The method according to p. The process of claim 3, wherein the filler is polyacrylate.

a) preparat, który ma być stosowany jako powłoka wylewa się na szklaną płytę tak, aby otrzymać warstwę o wadze substancji suchej wynoszącej 80 g/m²;a) the formulation to be used as a coating is poured onto a glass plate so as to obtain a layer with a dry weight of 80 g / m ² ;

d) próbkę warstwy ogrzewa się w ciągu 30 minut we wrzącej wodzie zawierającej 10 g/1 Na₂COs;d) a sample of the layer is heated for 30 minutes in boiling water containing 10 g / 1 Na ₂ CO 3;

ii) warstwa nie wykazuje widocznej utraty przezroczystości oraz iii) masa substancji suchej warstwy jest nie mniejsza niż 98% masy początkowej.ii) the layer shows no visible loss of transparency; and iii) the dry matter weight of the layer is not less than 98% of its original weight.

5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że waga powłoki zawierającej poliuretan wynosi pomiędzy 0,05, a 20 gramów na metr kwadratowy.5. The method according to p. The method of claim 1, wherein the weight of the polyurethane-containing coating is between 0.05 and 20 grams per square meter.

(5) nałożenia wybranej kompozycji powlekającej na jedną łub obie strony papieru zaklejonego w masie oraz (6) suszenie papieru uzyskując trudny do podrobienia papier.(5) applying the selected coating composition to one or both sides of the size-sized paper; and (6) drying the paper to obtain difficult-to-counterfeit paper.

6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że waga powłoki zawierającej poliuretan wynosi pomiędzy 0,5, a 5 gramów na metr kwadratowy.6. The method according to p. The method of claim 5, wherein the weight of the polyurethane-containing coating is between 0.5 and 5 grams per square meter.

7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że powłokę zawierającą poliuretan nakłada się na powierzchnię papieru natychmiast po zaklejaniu w masie, kiedy papier jest wciąż mokry.7. The method according to p. The method of claim 1, wherein the polyurethane-containing coating is applied to the surface of the paper immediately after sizing while the paper is still wet.

8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że powłokę zawierającą poliuretan nakłada się na powierzchnię papieru suchego po zakończeniu normalnego cyklu jego wytwarzania.8. The method according to p. The process of claim 1, wherein the polyurethane-containing coating is applied to the surface of the dry paper at the end of its normal manufacturing cycle.

181 275181 275

9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako włókna obecne w papierze stosuje się włókna naturalne lub syntetyczne albo stanowiące mieszaninę naturalnych oraz syntetycznych.9. The method according to p. The method of claim 1, wherein the fibers present in the paper are natural or synthetic fibers or a mixture of natural and synthetic fibers.

10. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ze jako poliuretan stosuje się poliuretan typu estru alifatycznego w dyspersji o zawartości poliuretanu od 2% do 70% wagowych.10. The method according to p. The process of claim 1, wherein the polyurethane is an aliphatic ester type polyurethane in the dispersion with a polyurethane content of 2% to 70% by weight.

11. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, ze zawartość poliuretanu w dyspersji wynosi od 5% do 30% wagowych.11. The method according to p. 10. The process of claim 10, wherein the dispersion has a polyurethane content of 5% to 30% by weight.

12. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ze jako poliuretan stosuje się poliuretan przystosowany do sieciowania oraz że sieciuje się go na etapie suszenia papieru.12. The method according to p. The process of claim 1, wherein the polyurethane is a cross-linkable polyurethane and that it is cross-linked in the drying step of the paper.

13. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, ze sieciowanie prowadzi się przy zastosowaniu azyrydyny jako czynnika sieciującego.13. The method according to p. The method of claim 12, wherein the cross-linking is carried out using aziridine as the cross-linking agent.

14. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako cechę trudną do podrobienia wprowadza się znak wodny albo wtopioną nitkę, która to nitka może zawierać widoczne lub też ukryte elementy trudne do podrobienia.14. The method according to p. The method of claim 1, characterized in that a watermark or embedded thread is introduced as the hard-to-counterfeit feature, which thread may contain visible or hidden elements that are difficult to counterfeit.

15. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako poliuretan stosuje się poliuretan pozbawiony pigmentu.15. The method according to p. The process of claim 1, wherein the polyurethane is a pigment-free polyurethane.

16. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ze kompozycja powlekająca zawierająca poliuretan zawiera dodatek funkcjonalny będący dodatkiem fluorescencyjnym lub irrydescencyjnym.16. The method according to p. The method of claim 1, wherein the polyurethane-containing coating composition comprises a functional additive which is a fluorescent or irridgesic additive.

17. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ze do papieru trudnego do podrobienia przed jego zadrukowaniem lub też po jego zadrukowaniu przykleja się folię będącą czystą folią lub zawierającą hologram albo kinogram.17. The method according to p. The method of claim 1, characterized in that a foil is adhered to the difficult to counterfeit paper prior to or after printing it, which is a blank foil or includes a hologram or a kinogram.

* * ** * *